Perpustakaan Digital ITB

Levan merupakan ekstraseluler polisakarida yang dihasilkan dari konversi sukrosa oleh levansukrase (EC 2.4.1.10). Proses biosintesis levan diawali dengan hidrolisis sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa, kemudian fruktosa yang dihasilkan ditransfer ke molekul sukrosa lain disertai pelepasan glukosa. Pada proses polimerisasi levan, setiap monomer fruktosa dihubungkan dengan ikatan glikosidik ?-(2,6) membentuk rantai lurus dan ?-(2,1) membentuk rantai cabang. Produksi levan semakin intensif diteliti, karena aplikasinya yang sangat luas di industri makanan, kosmetik, kesehatan dan sektor lingkungan. Kunci efisiensi produksi levan bergantung pada aktivitas levan sukrase yang dihasilkan oleh bakteri penghasil levan. Sebagian besar penelitian tentang isolasi dan karakterisasi levan sukrase yang telah dipublikasi terbatas pada bakteri mesofilik dan tanaman. Pada penelitian ini, bakteri halofilik strain BK AG21 yang diisolasi dari air garam kawah lumpur Bledug Kuwu, Purwodadi, Jawa Tengah digunakan sebagai objek penelitian. Analisis filogenetik berdasarkan urutan gen 16s rRNA teridentifikasi bahwa bakteri halofilik BK AG21 memiliki kedekatan dengan Bacillus licheniformis. Bakteri ini merupakan bakteri halofilik sedang yang dapat bertahan hidup pada kadar NaCl 0-17%. Digunakannya bakteri ini karena memberikan hasil uji positif sebagai penghasil levan potensial di media skrining yang mengandung sukrosa 5%. Bakteri ini memproduksi levansukrase secara optimal pada media yang mengandung 2% sukrosa, 0,5% ekstrak ragi, 2% NaCl, 0,05% K2HPO4.3H2O dan 0,05% MgSO4.7H2O dengan masa inkubasi pada 37 oC selama 18 jam pada laju aerasi 150 rpm. Ekstrak kasar levan sukrase intraseluler difraksinasi menggunakan ammonium sulfat dengan fraksi 0-40%, 40-50%, 50- 60%, 60-70% dan 70-80%, dimana fraksi dengan aktivitas spesifik tertinggi diperoleh pada fraksi 70-80%. Berat molekul ditentukan dengan SDS PAGE dan zimografi dimana levansukrase yang diperoleh memiliki berat molekul sekitar 50 kDa. Aktivitas levansukrase dan biosintesis levan ditingkatkan oleh ion-ion seperti Ca2+, Fe3+, Ba2+, Mg2+, Zn2+ dan Ti2+ namun diturunkan oleh kehadiran ion-ion seperti Si2+dan Fe2+. Penambahan EDTA kurang signifikan menurunkan aktivitas levan sukrase menunjukkan bahwa enzim ini tidak termasuk golongan metaloenzim. Levansukrase menunjukan aktivitas optimum pada 55 oC saat ada ataupun ketiadaan ion Ca2+. Enzim ini beraktivitas dengan baik pada rentang pH 4–8 ketika tidak ada ion Ca2+ dan memiliki aktivitas optimal pada pH 6,5 ketika adanya ion Ca2+. Aktivitas biosintesis levan optimum pada 45 oC dan pH 6. Aktivitas levansukrase dan biosintesis levan optimum pada konsentrasi NaCl 1%. Levansukrase yang ditambahkan ion Ca2+ memiliki waktu paruh sekitar 157,5 menit sedangkan yang tidak ditambahkan Ca2+ memiliki waktu paruh 24,4 menit pada inkubasi di 55 oC. Analisis spektrum FT-IR, levan teridentifikasi memiliki gugus O-H pada 3600-3200 cm-1, gugus C-H pada 3000-2800 cm-1, gugus C=O pada 1.600 cm-1 dan daerah sidik jari untuk polisakarida pada beberapa puncak tajam antara 1200-900 cm-1. Hasil uji TGA menunjukan bahwa levan terdegradasi pada 224oC. Berdasarkan hasil di atas dapat disimpulkan bahwa potensi bakteri halofilik Bacillus licheniformis BK AG21 sebagai penghasil levan ditentukan oleh kondisi optimum levansukrase intraseluler yang bergantung pada pH, temperatur, ion Ca2+, dan kadar NaCl.